串联谐振电路应用

发布日期：2018-05-31　点击：1905次

按照电气设备交接试验要求,变压器、GIS系统、SF6断路器、电流互感器、电力电缆、套管等容性设备交接时需进行交流耐压试验 。采用传统的工频电压试验法进行容性设备交流耐压试验时,升压试验变压器笨重、庞大，且现场大电流试验电源不易取得。与传统试验方法相比较，变频串联谐振具有输入电源容量小、设备重量轻，品质因数高，并具有自动调谐、多重保护、组合方式灵活等优点 。
由于串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品电容谐振产生高电压和大电流的，试验电源只需提供系统有功的消耗，因此其所需电源功率只有试验容量的1/Q。而且，由于串联谐振试验不需要大功率调压装置和工频试验变压器，谐振激磁电源只需试验容量的1/Q，使得串联谐振系统重量和体积大大减少。另外，谐振电源是谐振式滤波电路，其能改善输出电压波形，从而防止谐波峰值对试品的误击穿。而在串联谐振状态下，当试品绝缘弱点被击穿时，电路立即脱谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q，故其还可防止大的短路电流对故障点的烧伤。

高压电气实验主要是针对电力系统中绝缘系统设备的安全进行检验，同时，在日常运行过程中也要定期对电气设备进行试验。交流耐压实验是高压电气实验中较为常见的实验方法，但这种实验对电源和设备的要求较高，串联谐振设备在其中的应用则大大降低了交流耐压试验的难度，使试验能够顺利进行，所以，有必要对串联谐振在高压试验中的应用进行分析、研究。

串联谐振概述
在高压实验中，串联谐振的应用是利用RLC串联谐振电路产生谐振，使电流和电源电压相位相同，产生无功电压相同、相位相反的效果，这样整个电路就会呈现阻性。其中，谐振电流的大小取决于电阻的大小，而其谐振频率则是由电路参数L和C来调节的，通过调节这两个参数来实现串联谐振。由此可以看出，要想在高压实验中应用串联谐振技术，首先应该具备的谐振设备包括两个部分，即电抗器和电容器。其中，电抗器产生电感L，而电容器产生电容C，通过调节L和C的数值使得外加电源信号频率与电路的固定频率一致，这时，电路就会产生谐振。出现谐振时，电容和电感上所获得的电压值是最大的，这样就可以利用最大电压值对电力设备的试验品进行试验，以达到试验的目的。具体来说，整个串联谐振设备主要包括变频调压电源、励磁变压器、高压电抗器和高压分压器等。其中，变频调压电源主要是在实验中提供可调节频率和幅值的电压，具有过压保护、放电保护和过流保护等多种保护功能。励磁变压器则能够将变频电源中的输出电压升高到试验要求的电压，以使变频电压符合谐振要求。高压分压器是用来测量试验电压、保护信号的；而高雅电抗器则是谐振回路中不可缺少的部件，是产生谐振的重要工具。当系统频率和电源频率一致时，就会发生串联谐振。

变频串联谐振与交流工频耐压试验装置比较，其具有电源容量小、试验设备重量轻、输出电压波形好等优点，并可有效的防止谐波峰值对试品的误击穿、且可避免大的短路电流烧伤故障点。变频串联谐振原理、工程应用分析及现场试验表明，变频串联谐振在电力工程试验中具有突出的技术优势和良好的应用前景。

湖北四方国瑞电力控股有限公司  技术部  时间 2018-05-31